第1章 绪论 1
1.1 盾构的定义 1
1.2 盾构分类 2
1.2.1 按盾构掘削断面的形式分类 2
1.2.2 按盾构掘削面的挡土形式分类 3
1.2.3 按加压稳定掘削面的形式分类 4
1.2.4 组合分类法 5
1.2.5 按盾构断面尺寸分类 5
1.2.6 按盾构适用的地层分类 5
1.3 典型盾构简介 6
1.3.1 全敞开式盾构 6
1.3.2 部分敞开式盾构 8
1.3.3 封闭式盾构 9
1.3.4 复合式盾构 21
1.4 盾构技术的发展 22
1.4.1 盾构设备的发展趋势 22
1.4.2 盾构技术的发展方向 23
1.5 盾构工法概述 24
1.5.1 基本概念 24
1.5.2 主要技术特点 24
1.5.3 主要优点 25
1.6 盾构隧道的发展历程 26
1.6.1 盾构隧道的发展简史 26
1.6.2 盾构隧道的技术现状 28
1.6.3 盾构隧道的发展前景 28
1.7 盾构隧道在中国的发展与应用 29
第2章 盾构始发与到达施工技术 33
2.1 基本概述 33
2.2 盾构始发技术 34
2.2.1 盾构始发施工分类 34
2.2.2 盾构始发流程 35
2.2.3 盾构始发关键技术 36
2.2.4 盾构始发掘进基本要点 39
2.3 盾构到达技术 40
2.3.1 盾构到达施工分类 40
2.3.2 盾构到达流程 41
2.3.3 盾构到达准备工作 42
2.3.4 盾构到达施工要点 42
2.4 盾构始发与到达的土工问题 43
第3章 端头加固土体强度研究 44
3.1 基本概述 44
3.2 弹性薄板理论 44
3.2.1 板的简述 44
3.2.2 基尔霍夫假设 45
3.2.3 薄板弯曲的基本方程 45
3.2.4 薄板的边界条件 45
3.2.5 薄板理论的可行性研究 46
3.3 端头加固强度的研究 47
3.3.1 力学模型的建立 47
3.3.2 荷载等效模型的力学求解 50
3.3.3 均布荷载作用下加固土体的力学求解 50
3.3.4 三角形反对称荷载作用下加固土体的力学求解 54
3.3.5 梯形荷载作用下加固土体的力学求解 55
3.3.6 黏土地层端头加固研究 57
3.3.7 砂土地层端头加固范围 60
3.4 实例计算与敏感性分析 63
3.4.1 黏土地层算例分析 63
3.4.2 砂土地层算例分析 65
3.4.3 砂土与黏土地层算例对比 67
3.5 本章小结 68
第4章 端头加固土体稳定性研究 69
4.1 基础理论概述 69
4.1.1 土的破坏理论 69
4.1.2 莫尔—库仑（Mohr-Coulomb）破坏准则 70
4.1.3 朗肯土压力理论 71
4.1.4 条分法在黏性土坡稳定分析中的应用 71
4.2 端头加固土体稳定性模型的建立 72
4.2.1 黏性土体模型的研究 73
4.2.2 砂性土体模型的建立 78
4.3 端头土体横向扰动研究 80
4.3.1 盾构隧道上下侧加固范围 80
4.3.2 盾构隧道左右两侧加固范围 81
4.4 本章小结 82
第5章 端头加固的几何准则与渗透性研究 83
5.1 端头加固几何准则研究 83
5.1.1 盾构无水始发 83
5.1.2 盾构有水始发 84
5.1.3 盾构无水到达 86
5.1.4 盾构有水到达 87
5.2 端头加固土体渗透性研究 89
5.2.1 基本概述 89
5.2.2 土的渗透定理——达西定理 89
5.2.3 渗透系数的测定 90
5.2.4 加固土体对渗透性的要求 98
第6章 数值模拟在盾构始发与到达中的应用 99
6.1 盾构法隧道数值分析的发展概况 99
6.2 数值模拟软件的选择 99
6.2.1 数值模拟的基本要求 99
6.2.2 数值模拟方法的比选 100
6.3 有限差分法的理论背景 100
6.3.1 基本概述 100
6.3.2 有限差分基本方程简介 101
6.3.3 平面有限差分数值原理 102
6.3.4 三维有限差分数值原理 104
6.3.5 基本方法 105
6.4 本构模型的选择［52-56］ 108
6.4.1 零模型 108
6.4.2 莫尔—库仑（Mohr-Coulomb）模型 108
6.4.3 德鲁克—普拉格（Drucker-Prager）模型 112
6.4.4 修正的剑桥黏土模型 116
6.4.5 常用本构模型的比选 120
6.5 盾构始发与到达数值模拟的实现 121
6.5.1 三维模型的建立 121
6.5.2 边界条件的确定 122
6.5.3 模型参数的选取 122
6.5.4 计算结果分析 123
第7章 端头加固方法 128
7.1 旋喷桩加固法 128
7.1.1 基本概述 128
7.1.2 基本原理 131
7.1.3 旋喷桩加固的施工管理 133
7.1.4 旋喷加固质量检测 137
7.2 深层搅拌加固技术 139
7.2.1 基本概述 139
7.2.2 基本原理 140
7.2.3 深层搅拌施工技术 142
7.2.4 搅拌桩加固质量检测 151
7.3 注浆加固法 152
7.3.1 基本概述 152
7.3.2 基本原理 153
7.3.3 注浆材料 160
7.3.4 袖阀管注浆加固 164
7.3.5 水平注浆加固 168
第8章 盾构始发与到达端头典型事故分析 172
8.1 南京地铁元通站盾构到达 172
8.1.1 工程概况 172
8.1.2 盾构到达端头加固概况 172
8.1.3 事故概况 173
8.1.4 事故总结 178
8.2 南京地铁油坊桥站—中和村站盾构始发事故［91］ 178
8.2.1 工程概况 178
8.2.2 始发端头加固概况 179
8.2.3 事故概况 179
8.2.4 事故总结 183
8.3 天津海河共同沟隧道始发事故 183
8.3.1 工程概况 183
8.3.2 始发端头加固概况 184
8.3.3 始发事故概况 184
8.3.4 二次端头加固 186
8.3.5 事故总结 192
8.4 广州地铁珠江新城旅客自动输送系统3标盾构始发事故 193
8.4.1 工程概况 193
8.4.2 始发端头加固情况 193
8.4.3 事故概况 194
8.4.4 事故总结 195
8.5 北京地铁黄村火车站右线到达端头塌方事故 195
8.5.1 工程概况 195
8.5.2 到达端头加固情况 196
8.5.3 事故概况 196
8.5.4 事故总结 198
8.6 北京地铁高米店南站盾构始发塌方事故 198
8.6.1 工程概况 198
8.6.2 始发端头加固情况 199
8.6.3 事故概况 199
8.6.4 事故总结 201
8.7 广州地铁高增站—新机场南站盾构到达事故 202
8.7.1 工程概况 202
8.7.2 到达端头加固情况 202
8.7.3 事故概况 204
8.7.4 事故总结 207
8.8 广州地铁人和站盾构到达事故 207
8.8.1 工程概况 207
8.8.2 端头加固概况 207
8.8.3 事故概况 211
8.8.4 事故总结 212
第9章 盾构端头加固成功案例分析 213
9.1 深圳地铁2号线土建2202标盾构始发与到达端头加固 213
9.1.1 工程概况 213
9.1.2 端头加固方案 213
9.1.3 端头加固主要施工工艺 217
9.1.4 加固质量及效果检测 219
9.1.5 分析和总结 221
9.2 天津滨海轻轨西段SZn标段盾构到达端头加固技术 222
9.2.1 工程概况 222
9.2.2 端头加固方案 223
9.2.3 水平深孔注浆施工工艺 227
9.2.4 端头加固质量检测 228
9.2.5 分析和总结 229
9.3 广州地铁3号线北延段10标人和站盾构到达端头加固 229
9.3.1 工程概况 229
9.3.2 端头加固方案 230
9.3.3 加固质量检测 230
9.3.4 经验与教训 234
9.4 北京地铁大兴线01标黄村火车站盾构到达端头加固 235
9.4.1 工程概况 235
9.4.2 端头加固方案设计 236
9.4.3 端头加固方案实施情况 239
9.4.4 端头加固质量检测 241
9.4.5 分析与总结 241
9.5 广州地铁3号线北延段施工10标人和站接收井端头加固 242
9.5.1 工程概况 242
9.5.2 原设计端头加固情况 242
9.5.3 原设计施工难点和解决办法 242
9.5.4 水平加固方案 243
9.5.5 分析和总结 244
9.6 本章小结 245
参考文献 246